01 Part：几何建模与理想化
Part 模块回答两个问题：准备分析什么几何，以及用什么形式表达它。先判断需要保留的物理特征，再画图，通常比完整复刻 CAD 后再删改更高效。
本系列以 Abaqus/CAE 2022 的常用结构分析流程为主。各版本界面用词可能略有差异；文末链接为 Dassault Systèmes 的在线文档，可配合本机对应版本帮助查看。
1. 先看整个流程
| 阶段 | 要回答的问题 | 笔记 |
|---|---|---|
| Part | 形状、尺寸和理想化方式是什么？ | 本页 |
| Property | 用什么材料、截面？ | 02 Property |
| Assembly | 各部件如何放置？ | 03 Assembly |
| Step | 采用什么分析过程、如何输出？ | 05 Load 的前半部分 |
| Interaction | 部件之间如何传力？ | 04 Interaction |
| Load | 哪里约束、如何加载？ | 05 Load |
| Mesh | 如何离散？ | 06 Mesh |
| Job | 如何运行和诊断？ | 07 Job |
| Visualization | 如何提取并验证结果？ | 08 Visualization |
现有笔记保留 01—08 编号，实际操作时 Step 在 Interaction 和 Load 之前。模块划分与这一顺序可参见 Abaqus/CAE modules。
2. 理想化：实体、壳还是梁
| 表达方式 | 适用思路 | 额外要定义的内容 |
|---|---|---|
| 三维实体 Solid | 关注三维应力、厚度方向变化或复杂局部结构 | 实体截面、三维网格 |
| 壳 Shell | 厚度明显小于面内尺寸，主要关注膜与弯曲响应 | 厚度、法向、截面位置 |
| 梁 Beam | 长度明显大于截面尺寸，主要关注杆件内力和变形 | 梁截面、截面方向 |
| 轴对称 | 几何、材料、边界和载荷都满足轴对称假设 | 正确的径向/轴向与单元类型 |
这些是选择思路，不是只凭长宽比就能决定的规则。例如细长梁也可能因局部接触或连接细节而需要实体模型。轴对称零件若承受不满足轴对称假设的横向力，不能直接用普通轴对称模型代替。
Deformable 表示部件参与变形；Discrete rigid / Analytical rigid 用于刚体理想化，后续通常通过参考点管理运动。材料很硬不等于必须设成刚体，应根据关注的问题决定。
3. 一般操作步骤
- Create Part：设置名称、建模空间、可变形/刚体类型、几何类型和基础特征。
- Sketch：用尺寸约束确定大小，用水平、垂直、重合等几何约束表达关系。
- Feature：通过 Extrude、Revolve 等操作生成基础形状，再添加切除、孔、倒角等特征。
- Datum：根据需要创建基准面、轴或点，供定位和分区使用。
- Partition：为不同材料区域、载荷区域或结构化网格划分几何。
- 检查几何：核对包围尺寸、体积或面积、面数变化、细小边和连通性。
草图尽量用尺寸与约束表达设计意图，避免只靠鼠标拖动。分区应服务于物理区域或网格需求；过度分区会增加选择与维护成本。
4. 悬臂梁示例
案例采用 N–mm–MPa。创建 Beam，选择 3D → Deformable → Solid → Extrusion，在 XY 平面画对角点为 (0, -5)、(100, 5) 的矩形，再沿 Z 拉伸 10 mm。
得到 X=0～100、Y=−5～5、Z=0～10 mm 的长方体。梁长沿 X，向下载荷沿 −Y；截面形心位于 Y=0、Z=5。体积应为 10000 mm³。
# 片段：依赖已创建的 model，不是独立运行脚本
sketch = model.ConstrainedSketch(name='BeamProfile', sheetSize=220.0)
sketch.rectangle(point1=(0.0, -5.0), point2=(100.0, 5.0))本例规则几何无需额外分区即可进行结构化网格。完整模型与结果见 悬臂梁完整案例。
5. 导入 CAD 后检查什么
先确认导入单位和尺度，再处理短边、狭窄面、缝隙或不连通区域。细小圆角是否保留，取决于它是否影响研究目标：整体挠度分析可能允许简化，而研究该圆角的应力集中就不能随意删除。
几何分区不等于材料赋予，也不自动建立接触。一个 Part 中存在多个不连通的体，不能仅凭它们属于同一个 Part 就认定能够传力。
6. 常见错误与完成检查
| 现象 | 优先检查 |
|---|---|
| 尺寸差 1000 倍 | CAD 导入长度单位、草图标注 |
| 无法实体拉伸 | 轮廓是否闭合、是否自交 |
| 修改特征后载荷丢失 | 面拓扑改变，原区域选择失效 |
| 网格难以生成 | 短边、小面、不可扫掠区域及分区方案 |
| 想施力却选不到正确端面 | 当前是在 Part 还是 Assembly；选取过滤器是否正确 |
进入下一步前，确认几何尺寸、坐标轴、连通性和关键区域；保存 CAE。后续需要重复选择的位置，优先建立有物理含义的 Set 或 Surface。
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